水性涂料數(shù)碼印花前處理

李 琳，劉金樹

（河北科技大學(xué)紡織服裝學(xué)院，河北石家莊 050000）

涂料數(shù)碼印花指用涂料墨水將圖案或花紋通過專用數(shù)碼噴墨印花機(jī)打印并且固著在織物上的工藝［1-2］，具有低消耗、低污染、低排放和高附加值等優(yōu)點(diǎn)，工藝簡單、流程短、耐日曬色牢度高、節(jié)省能源，印花后經(jīng)過高溫焙烘即可得到成品，一般不需要水洗，無污水排放，是節(jié)能環(huán)保的紡織品印花方式［3-6］。涂料墨水中的顏料粒子通過黏合劑附著在纖維表面，故涂料數(shù)碼印花適用于所有纖維，尤其是混紡織物纖維。但也存在印花后圖案色彩不夠鮮艷，耐摩擦色牢度和耐水洗色牢度較差，手感不夠好等［7-9］問題。

本實(shí)驗(yàn)用黏合劑、鈦白粉、增稠劑以及增艷劑等制備涂料數(shù)碼印花打底膠漿，數(shù)碼印花前預(yù)先將其涂覆在織物上。探討膠漿成分用量對織物白度、彈性及K/S值的影響，確定膠漿配制的優(yōu)化工藝，并對以此工藝印花的織物進(jìn)行耐皂洗色牢度、耐摩擦色牢度及硬挺度等性能測試。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料與儀器

材料：純棉漂白織物；PTF-RT 增稠劑、聚丙烯酸類黏合劑（遼寧恒星精細(xì)化工有限公司），鈦白粉（襄陽龍蟒鈦業(yè)有限公司），JFC 潤濕劑、9166 陰離子分散劑（石家莊市聯(lián)邦科特化工有限公司），乳化劑T-80（江蘇海安化工有限公司），液體石蠟（大連旅順精細(xì)化學(xué)品有限公司），丙二醇（天津市化學(xué)試劑批發(fā)公司），陽離子增艷劑A、陽離子增艷劑B（自制）。

儀器：WSB-2 型數(shù)顯白度儀（上海平軒科學(xué)儀器有限公司），Color I5 型測色配色儀（美國愛色麗公司），SW-12AⅡ型耐洗色牢度試驗(yàn)機(jī)、Y-571A 型干（濕）摩擦牢度儀、YG（B）026PC 型臺式電子織物強(qiáng)力機(jī)、YG（B）022D 型自動織物硬挺度試驗(yàn)儀（溫州市大榮紡織標(biāo)準(zhǔn)儀器廠），SWB-4 型數(shù)字黏度計（上海精科天美科學(xué)儀器有限公司）。

1.2 涂料數(shù)碼印花膠漿的制備

向燒杯中加入水、黏合劑、潤濕劑、陽離子增艷劑、分散劑，攪拌后加入鈦白粉，分散均勻后加入一定量PTF-RT 增稠劑，攪拌后加入增塑劑（液體石蠟與丙二醇），得到印花打底膠漿。

1.3 噴印工藝

涂覆印花打底膠漿→烘干→噴印→焙烘。

1.4 測試

黏度：按GB/T 22235—2008《液體黏度的測定》用黏度計測定。

白度：按GB/T 17644—1998《紡織纖維白度色度試驗(yàn)方法》測定。

彈性性能：剪取8 cm×4 cm 的高彈織物，將配制好的膠漿刮涂于織物上（刮涂3 次），80 ℃烘干。將織物拉伸至15 cm，觀察織物表面裂紋，視裂紋情況將彈性分為5個等級（1級：初始拉拽較用力，后省力，裂紋寬且長，可看到織物原本的顏色；2 級：初始拉拽較用力，后省力，裂紋明顯且較細(xì)，有明顯縫隙；3 級：初始拉拽較省力，后拉力變小，裂紋變短變少，有明顯縫隙；4 級：初始拉拽較省力，后拉力減小不明顯，裂紋不明顯，有些許縫隙；5 級：初始拉拽省力，后拉力不變，無裂紋，有幾處點(diǎn)狀縫隙）。

K/S值：將印花后的織物折疊至不透光，用測色配色儀測試，測3次取平均值。

耐摩擦色牢度：用摩擦牢度儀按GB/T 3920—2008《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)湍Σ辽味取窚y試。

耐皂洗色牢度：剪取40 mm×100 mm 織物與長寬相同的純棉白布，將兩塊布樣縫在一起置于皂洗罐，加入5 g/L 皂粉，按GB/T 3921—2008《紡織品 色牢度試驗(yàn)?zāi)驮硐瓷味取窚y試。

斷裂強(qiáng)力：剪取60 mm×200 mm 的織物（經(jīng)向、緯向各剪3 塊），在60 mm 處兩邊各撕5 mm 的毛邊，按照GB/T 3923.1—2013《紡織品 織物拉伸性能 第1 部分：斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率的測定（條樣法）》測試，求平均值。

硬挺度：剪取25 mm×250 mm 涂覆3 層膠漿的織物，按照GB/T 18318.1—2009《紡織品彎曲性能的測定第1部分：斜面法》測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 膠漿成分用量對膠漿黏度、織物白度及彈力的影響

2.1.1 增稠劑用量對膠漿黏度的影響

由表1 可知，隨著增稠劑用量增加，膠漿黏度逐漸增大。低于1.2%時，黏度偏低，膠漿滲入織物，遮蓋力下降且不平整；1.2%時，膠漿黏度適中，流動性較好，涂覆過程流暢；高于1.2%時，膠漿黏度過高，無法正常涂覆，影響牢度。因此，增稠劑用量選擇1.2%。

表1 增稠劑用量對膠漿黏度的影響

2.1.2 鈦白粉用量對織物白度的影響

由表2 可知，隨著鈦白粉用量增加，涂覆后織物白度增加；超過20%后，白度增勢平緩，附著牢度下降，手感變硬。因此，鈦白粉用量選擇20%。

表2 鈦白粉用量對涂覆膠漿后織物白度的影響

2.1.3 黏合劑用量對織物彈力的影響

由表3 可知，隨著黏合劑用量增加，織物彈力逐漸增大；70%時，彈力已達(dá)5 級，此時織物柔韌性較好；繼續(xù)增加黏合劑用量，裂紋及縫隙變化不明顯，且有粘手現(xiàn)象。因此，黏合劑用量選擇70%。

表3 黏合劑用量對涂覆膠漿后織物彈力的影響

2.2 影響數(shù)碼印花圖案K/S值的因素

2.2.1 增艷劑用量

由圖1 可知，隨著陽離子增艷劑用量增加，K/S值先增大后減小。增艷劑用量過低，增艷效果不明顯；用量過高，涂料分子在織物表面分布不均勻，涂料墨水聚集，出現(xiàn)堆墨現(xiàn)象，圖案模糊不清，K/S值減小，導(dǎo)致膠漿破乳。增艷劑A 的峰值出現(xiàn)在0.5%（K/S值為7.5）；增艷劑B 的峰值出現(xiàn)在2.5%（K/S值為7.2）。這是由于弱陽離子和數(shù)碼印花膠漿中的陰離子成分相容性好于季銨鹽陽離子，且季銨鹽易使體系不穩(wěn)定，因此增艷劑A 的增艷效果更好。因此選擇增艷劑A（用量為0.5%）。

圖1 陽離子增艷劑用量對印花圖案K/S 值的影響

2.2.2 乳化劑用量

由表4 可知，隨著乳化劑T-80 用量增加，K/S值逐漸增大；5%時，K/S值為8.1；繼續(xù)增加用量，K/S值變化很小，且有粘手現(xiàn)象。故T-80用量選擇5%。

表4 乳化劑T-80用量對印花圖案K/S值的影響

2.3 其他性能

2.3.1 斷裂強(qiáng)力

由表5 可知，印花后棉織物的斷裂強(qiáng)力與斷裂伸長率均比原始棉織物高，即經(jīng)過優(yōu)化工藝處理后的織物強(qiáng)度更大，韌性更好。

表5 原始織物與印花后織物的斷裂強(qiáng)力及斷裂伸長率

2.3.2 硬挺度

由表6 可知，優(yōu)化工藝處理后的數(shù)碼印花織物較原織物更硬挺，柔軟度略下降，但整體觸感較柔軟。

表6 原始織物與印花后織物的硬挺性能

2.3.3 色牢度

經(jīng)過前處理的水性涂料數(shù)碼印花織物的耐干摩擦色牢度可達(dá)3～4 級，耐濕摩擦色牢度可達(dá)3 級，耐皂洗色牢度可達(dá)4～5級。

3 結(jié)論

（1）水性涂料數(shù)碼印花膠漿的最佳成分和比例：黏合劑70%，鈦白粉20%，增稠劑1.2%，陽離子增艷劑A 0.5%，乳化劑T-80 5%。優(yōu)化工藝：涂覆印花打底膠漿→烘干→噴印→焙烘。

（2）優(yōu)化工藝下涂料數(shù)碼印花織物的K/S值為8.1，耐皂洗色牢度為4～5 級，耐干摩擦色牢度為3～4級，耐濕摩擦色牢度為3級。

（3）預(yù)先將配好的膠漿涂覆在織物上再進(jìn)行數(shù)碼印花，不僅解決了普通涂料數(shù)碼印花得色淺以及不能干打印的問題，還改善了印花后織物彈性、手感以及色牢度等性能。